第二節(jié)油氣生產(chǎn)

1、第二節(jié)第二節(jié) 油氣的生成油氣的生成 一、油氣的生成一、油氣的生成 油氣成因問題，在原始物質(zhì)、客觀環(huán)境及轉(zhuǎn)化油氣成因問題，在原始物質(zhì)、客觀環(huán)境及轉(zhuǎn)化 條件等方面，長期存在爭論。條件等方面，長期存在爭論。 （一）油氣成因?qū)W說（一）油氣成因?qū)W說 根據(jù)在生油氣原始物質(zhì)問題上觀點根據(jù)在生油氣原始物質(zhì)問題上觀點的差異，石油成因理論分：的差異，石油成因理論分： 無機(jī)成因說無機(jī)成因說 有機(jī)成因說有機(jī)成因說 石油及天然氣是在地下深處高溫、高石油及天然氣是在地下深處高溫、高壓條件下由無機(jī)物通過化學(xué)反應(yīng)形成的。壓條件下由無機(jī)物通過化學(xué)反應(yīng)形成的。無機(jī)物（無機(jī)物（C C 、H H 、O O 、FeFe）油氣油氣1 1

2、、無機(jī)成因說：、無機(jī)成因說： 油氣是在地球上生物起源之后，在地油氣是在地球上生物起源之后，在地質(zhì)歷史發(fā)展過程中，由保存在沉積巖中的質(zhì)歷史發(fā)展過程中，由保存在沉積巖中的生物有機(jī)質(zhì)逐步轉(zhuǎn)化而成。生物有機(jī)質(zhì)逐步轉(zhuǎn)化而成。2 2、有機(jī)成因說：、有機(jī)成因說：（1）早期有機(jī)成因論早期有機(jī)成因論（2）晚期有機(jī)成因論晚期有機(jī)成因論生物有機(jī)質(zhì)生物有機(jī)質(zhì)油氣油氣是指沉積巖中不溶于堿、非氧化性酸（是指沉積巖中不溶于堿、非氧化性酸（HFHF、 HCIHCI）、）、非極性有機(jī)溶劑非極性有機(jī)溶劑（CClCCl4 4、CHClCHCl3 3、苯、酒精）苯、酒精）的分散有機(jī)質(zhì)。的分散有機(jī)質(zhì)。（二）生成油氣的原始物質(zhì)（二）生成

3、油氣的原始物質(zhì) 古生物、有機(jī)質(zhì)、干酪根古生物、有機(jī)質(zhì)、干酪根重量百分比 原子比 干酪 根類型 盆地或地區(qū) 層位 C H O N S H/C O/C 1 泌陽 南陽 大慶 尤因塔盆地 漸新統(tǒng)核桃園組 漸新統(tǒng)核桃園組 下白堊統(tǒng)青山口組綠河頁巖(E2) 63.14 62.96 79.9578.4 8.68 8.71 9.21 9.6 13.54 11.33 3.61 8.6 1.36 0.86 0.7 2.7 1.68 1.66 1.39 1.44 0.16 0.14 0.03 0.12 2 泌陽 南陽 大慶 撫順 漸新統(tǒng)核桃園組 漸新統(tǒng)核桃園組 下白堊統(tǒng)青山口組 下第三系油頁巖 76.55 77.

4、85 72.40 75.65 8.85 8.49 8.06 9.04 12.91 7.86 7.65 11.56 2.03 1.54 2.40 1.35 1.37 1.32 1.34 1.43 0.13 0.08 0.08 0.12 南陽 撫順 茂名 巴黎盆地 漸新統(tǒng)核桃園組 下第三系油頁巖 下第三系油頁巖 下托阿爾統(tǒng) 74.47 71.82 73.74 72.7 7.78 7.94 8.22 7.9 19.86 15.95 13.30 12.5 1.89 2.73 2.69 2.1 1.56 2.05 4.8 1.25 1.33 1.34 1.30 0.20 0.17 0.14 0.13 1

5、 鄂爾多斯 鄂爾多斯 三疊系延長統(tǒng) 三疊系延長統(tǒng) 68.28 79.47 5.47 5.55 13.01 9.23 0.96 0.84 0.14 0.09 2 鄂爾多斯 撫順 茂名 杜阿拉盆地 侏羅系延安統(tǒng) 下第三系次煙煤 下第三系褐煤 上白堊統(tǒng) 77.56 69.62 70.54 72.8 5.08 5.39 5.45 6.01 15.04 21.03 20.21 18.9 3.43 2.83 2.28 0.53 1.01 0.79 0.93 0.92 0.99 0.15 0.23 0.22 0.19 我國某些陸相油源層中干酪根元素組成(胡見義，黃第藩，1991) 大地構(gòu)造條件大地構(gòu)造條件:

6、 : 長期穩(wěn)定下沉長期穩(wěn)定下沉（V V沉積沉積VV沉降）沉降） 古地理環(huán)境古地理環(huán)境: : 低能、還原性巖相古地理環(huán)境低能、還原性巖相古地理環(huán)境淺海封淺海封閉環(huán)境，半深深湖、前三角洲閉環(huán)境，半深深湖、前三角洲（三）生成油氣的地質(zhì)條件（三）生成油氣的地質(zhì)條件 （四）油氣的轉(zhuǎn)化條件（四）油氣的轉(zhuǎn)化條件 促使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為油氣的條件促使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為油氣的條件 （物理、化學(xué)、生物化學(xué)條件）主要有：（物理、化學(xué)、生物化學(xué)條件）主要有：熱力作用、細(xì)菌作用、催化作用、放射熱力作用、細(xì)菌作用、催化作用、放射性作用、壓力等性作用、壓力等。 1.1.熱力作用熱力作用 主要體現(xiàn)在溫度和時間兩個方面主要體現(xiàn)在溫度和時間

7、兩個方面 溫度是最持久和有效的作用因素。溫度是最持久和有效的作用因素。 高溫短時間的熱力作用與低溫長時高溫短時間的熱力作用與低溫長時間的熱力作用可以產(chǎn)生同樣的效果。間的熱力作用可以產(chǎn)生同樣的效果。作為養(yǎng)料，被微生物作為養(yǎng)料，被微生物吞食、消耗吞食、消耗細(xì)菌作用細(xì)菌作用COCO2 2、H H2 2O O、CHCH4 4聚合、縮合聚合、縮合干酪根、少量油干酪根、少量油2 2、細(xì)菌作用、細(xì)菌作用3. 3. 催化劑作用催化劑作用 有機(jī)酵母有機(jī)酵母： 催化作用強(qiáng)，不耐高溫。成巖早期。催化作用強(qiáng)，不耐高溫。成巖早期。 無機(jī)鹽類：無機(jī)鹽類： 最主要的是粘土礦物，蒙脫石型的粘土催化活最主要的是粘土礦物，蒙脫石

8、型的粘土催化活力最強(qiáng)。成巖中晚期。力最強(qiáng)。成巖中晚期。4.4.放射性放射性 放射性元素所造成的局部地溫增放射性元素所造成的局部地溫增高高，有利于有機(jī)質(zhì)的熱演化。有利于有機(jī)質(zhì)的熱演化。 可產(chǎn)生游離氫。可產(chǎn)生游離氫。5.5.壓力壓力 經(jīng)歷一個加氫、去氧、富集碳的過程。經(jīng)歷一個加氫、去氧、富集碳的過程。不同深度沉積物中有機(jī)質(zhì)與石油的元素組成（據(jù)不同深度沉積物中有機(jī)質(zhì)與石油的元素組成（據(jù)C.E.ZoBell）0.10.10.40.40.50.513138585石油石油石油石油0.30.314973古代沉積古代沉積0.6924758近代沉積近代沉積0.81130652海洋腐殖泥海洋腐殖泥淺淺深深硫硫，%

9、氮，氮，%氧，氧，%氫，氫，%碳，碳，%物質(zhì)類型物質(zhì)類型深度深度0.10.10.40.40.50.513138585石油石油石油石油0.30.314973古代沉積古代沉積0.6924758近代沉積近代沉積0.81130652海洋腐殖泥海洋腐殖泥淺淺深深硫硫，%氮，氮，%氧，氧，%氫，氫，%碳，碳，%物質(zhì)類型物質(zhì)類型深度深度（五）有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的階段（五）有機(jī)質(zhì)向油氣轉(zhuǎn)化的階段1.1.生物化學(xué)生氣階段生物化學(xué)生氣階段深度深度：0-1500米米；溫度溫度：1060演化階段：演化階段：沉積物的成巖作用階段沉積物的成巖作用階段作用因素：作用因素：主要產(chǎn)物：主要產(chǎn)物：生物成因氣、干酪根、少量油生物成因

10、氣、干酪根、少量油2.2.熱催化生油氣階段熱催化生油氣階段深度：深度：1500 1500 25002500- -40004000m m溫度：溫度：5050- -6060150150- -180180演化階段：演化階段：后生作用階段前期后生作用階段前期產(chǎn)物：產(chǎn)物：作用因素：作用因素：熱力熱力+ +催化劑的作用催化劑的作用深度：深度：4000400070007000米；米；溫度：溫度：180180 25250 0演化階段：演化階段：后生作用后期后生作用后期有機(jī)質(zhì)高成熟時期有機(jī)質(zhì)高成熟時期3.3.熱裂解生凝析氣階段熱裂解生凝析氣階段主要產(chǎn)物：甲烷及其氣態(tài)同系物。主要產(chǎn)物：甲烷及其氣態(tài)同系物。作用因素

11、：作用因素：石油熱裂解、熱焦化石油熱裂解、熱焦化4.4.深部高溫生氣階段深部高溫生氣階段深度深度7000 m；溫度溫度250 ；高溫高壓高溫高壓變生作用階段變生作用階段作用因素：熱變質(zhì)作用因素：熱變質(zhì)主要產(chǎn)物：主要產(chǎn)物：干氣（CH4）石墨生油門限溫度生油門限溫度 只有當(dāng)溫度達(dá)到一定值后，干酪根才開只有當(dāng)溫度達(dá)到一定值后，干酪根才開始大量轉(zhuǎn)化為油氣。始大量轉(zhuǎn)化為油氣。 對應(yīng)的深度對應(yīng)的深度生油門限深度生油門限深度 經(jīng)過一系列的研究，不同含油氣盆地的經(jīng)過一系列的研究，不同含油氣盆地的生油層，其門限溫度是不同的。時代較老的生油層，其門限溫度是不同的。時代較老的生油層，門限溫度低些；時代較新的生油層，生油層，門限溫度低些；時代較新的生油層，門限溫度高些。門限溫度高些。 二、生油層二、生油層 凡能生成并提供具有工業(yè)價值的石凡能生成并提供具有工業(yè)價值的石油和天然氣的巖石，稱為烴源巖（或生油和天然氣的巖石，稱為烴源巖（或生油巖）。由烴源巖組成的地層叫生油層。油巖）。由烴源巖組成的地層叫生油層。 在一定地質(zhì)時期內(nèi)，具相同巖性和沉積相特征的在一定地質(zhì)時期內(nèi)，具相同巖性和沉積相特征的若干生油層與其間非生油層的組合，稱為生油層系。若干生油層與其間非生油層的組合，稱為生油層系。 一般為暗色、細(xì)粒、富含有機(jī)